Последовательность проектирования
Получение ТЗ. На этом этапе разработчик знакомится с техническим заданием на проектирование устройства.
Проектирование принципиальной схемы. Разрабатывают принципиальную электрическую схему устройства, т.е. определяют её структуру и номинальные параметры электрорадиоэлементов.
Выбор элементной базы. Производят подбор радиоэлектронных компонентов, удовлетворяющих требованиям ТЗ, таким как надёжность, стойкость к воздействию внешних факторов и др. Компоненты выбирают из списка доступных на рынке.
Расчет электрических характеристик устройства. На основе разработанной ранее принципиальной электрической схемы рассчитывают интересующие разработчика электрические характеристики устройства (токи, напряжения и мощности). По результатам расчёта используют для внесения изменений в электрическую схему и элементную базу.
Проектирование конструкции печатного узла. На основе разработанной электрической схемы и выбранной элементной базы, с учетом изложенных в ТЗ массогабаритных показателей, создают чертеж печатной платы с нанесенными на нее дорожками, отверстиями и контактными площадками для электрорадиоэлементов (ЭРЭ), а так же установленными на плате электрорадиоизделиями (ЭРЭ, разъемами, радиаторами и т.п.).
Проектирование конструкции корпуса устройства. На данном этапе создают чертеж корпуса устройства с учетом требований ТЗ и габаритов разработанных ранее печатных узлов. При разработке корпуса необходимо выбрать такой способ его охлаждения, при котором будет обеспечен тепловой режим ЭРИ, расположенных на ПУ. Также следует помнить, что корпус устройства должен отвечать требованиям эргономики, иметь эстетический вид и быть безопасным для обслуживающего персонала.
Расчет тепловых характеристик устройства. На основе разработанных конструкций корпуса и печатного узла рассчитывают тепловые характеристики устройства и входящих в его состав ЭРИ. На данном этапе, в случае выходы расчетных параметров за допустимые пределы, вносят изменения в конструкцию печатного узла и корпуса, например, вводят местное охлаждение, что может потребовать переразмещения элементов на плате и увеличения габаритов корпуса.
Расчет параметров надежности РЭУ. На основе рассчитанных электрических режимов и температур ЭРИ рассчитывают параметры надежности устройства. В случае неудовлетворительных результатов вносят необходимые изменения в схему, элементную базу и конструкцию.
Создание 3D-модели РЭУ. На основе разработанных конструкций печатного узла и корпуса создают 3D-модель РЭУ, которая служит для правильности компоновки устройства, а также наглядно демонстрирует будущий вид изделия.
Моделирование электрических характеристик устройства
Для моделирования электрических характеристик стабилизатора в данной работе используют программу WinSpice. Так как данная программа является бесплатной и не предназначена для коммерческого использования в ней имеется ряд ограничений. Например, расчётное значение тока может быть получено только для источников напряжения. Поэтому в данном параграфе в том числе показано, как обойти некоторые ограничения.